黄金坪水电站石料场爆破试验研究

马鹏奎

（四川二滩国际工程咨询有限责任公司，四川成都610072）

黄金坪水电站石料场爆破试验研究

马鹏奎

（四川二滩国际工程咨询有限责任公司，四川成都610072）

黄金坪水电站大坝填筑主堆石料共需103.9万m3，因施工区没有可开采的料源，确定主堆石料在长河坝电站响水沟石料场开采，并进行了两场爆破试验。爆破后对爆破石料块度分布进行分析，确定了爆破生产出合格主堆石料级配的理论爆破参数，选取最优爆破方案。

水电站大坝；石料场；爆破试验

1 黄金坪水电站响水沟石料场慨况

1.1 料场情况

黄金坪水电站响水沟石料场料源岩性为花岗岩，岩石弱～微风化，岩石致密坚硬。根据设计文件，响水沟料场花岗岩饱和抗压强度94.5～120.0MP a，软化系数0.74～0.78，天然密度2.16～2.15g/c m3，冻融损失率6～16%，主要技术指标满足规范要求。

1.2 主堆石料技术要求

主堆石料的饱和抗压强度不小于45MP a，最大粒径不大于800m m，小于5m m颗粒含量控制在10～20%，小于0.075m m土粒含量小于5%，最大与最小边长之比不超过3～4，压实后的孔隙率小于20%，干密度应不小于2.15g/c m3。

表1 主堆石料设计级配表

2 试验目的及内容

参考长河坝水电站《响水沟石料场爆破试验报告》成果，调整优化爆破参数，爆破后对爆破石料块度分布进行分析，确定爆破生产出合格主堆石料级配的理论爆破参数，选取最优爆破方案。

3 爆破试验

在施工单位已开挖形成的1760m高程施工作业面，共进行两场爆破试验，第一场设计孔排距4.0m×3.0m，第二场设计孔排距3.5m×3.0m，梅花型布置，炸药理论单耗均为0.60kg/m3，爆破梯段高度12.0m，耦合装药，采用深孔微差挤压爆破方式。

采用挖掘机清理工作面浮渣后，人工按上报批复的爆破设计布孔，C M351高风压钻机钻孔，装药由人工90m m乳化炸药连续装药结构，孔外采用“V”形微差起爆网络，爆破后在监理和试验人员现场取选的典型断面上对开采料取样进行颗分试验。

3.1 爆破器材及爆破规模

选用的炸药规格为条状袋装“2#岩石乳化炸药（WL-2型）”，直径Φ 90m m，单条重3.0kg/支，具体参数见表2。选用的起爆器材为某公司生产的“8号工业导爆管雷管”，型号为L MS1-8。具有耐水性能强，起爆能力大，传爆可靠性高等特点。试验中采用了MS-1，MS-2，MS-3，MS-5，MS-15。其各段延期时间见表3。

采用孔内延期、孔外排间距毫秒微差爆破方式，孔网连接采用“V”网，孔口堵塞长度范围为2.3～2.9m。单次爆破量在4000m3以上（最少4排、6列主爆孔）。

表2 2#岩石乳化炸药（WL-2型）性能指标

表3 导爆雷管延期时间

3.2 第一场爆破试验

爆破试验参数见表4，爆破试验实测孔深见表5，爆破试验单孔装药及堵塞长度见表6。

表4 第一场爆破试验参数表

表5 第一场爆破试验实测孔深表

表6 第一场爆破试验单孔装药及堵塞表

爆破临空面由前期施工单位爆破开挖后提供，受前期爆破后冲破坏，临空面岩石裂隙多且普遍张开，经过观察，在爆破区的下游侧裂缝最宽处约20c m，临空面条件较差，见图1。

通过对爆破后的现场进行相关爆破项目检查：起爆效果良好，无拒爆情况；爆破过程中飞石距离在200m之内，对周边影响小，爆破在可控范围内；爆后底部基本无残根，开挖至底部检查大面基本平整；爆堆高度明显，约为2.0m；爆堆下游侧有较多超径石，上游侧局部有较少的超径石，分布在爆堆中下部，超径石范围为0.8～1.2m，见图2。超径石的产生主要来源于临空面结构不良，裂隙发育太多，爆破时炸药爆炸气体过早外溢，岩石之间的碰撞挤压作用和应力波的相互叠加作用较少，在临空面裂隙密集区域产生较多大块石，采用挖掘机对表层超径石挖出后，炮堆内部超径石较少，岩石挤压破碎效果明显。

3.3 第二场爆破试验

爆破试验参数见表7。

图1 第一场爆破试验爆破前临空面

图2 第一场爆破试验爆后照片

表7 第二场爆破试验参数表

表8 第二场爆破试验实测孔深表

爆破临空面由前期施工单位爆破开挖后提供，临空面上部受爆破后冲影响，岩体有少量裂隙，总体临空面条件较好。

通过对爆破后的现场进行相关爆破项目检查：起爆效果良好，无拒爆情况；爆破过程中飞石距离在200m之内，对周边影响小，爆破在可控范围内；爆后底部基本无残根，开挖至底部检查大面基本平整；爆堆高度明显，约为2.2m；爆堆形态均匀局部有较少的超径石，分布在爆堆中下部，超径石范围为0.8～1.2m，见图3。

表9 第二场爆破试验单孔装药及堵塞表

图3 第二场爆破试验爆后照片

4 颗分试验

两场爆破试验爆破后各分3个有代表性区域取样进行筛分。

4.1 第一场爆破试验筛分情况

第一场爆破筛分试验共分3个区，爆破后在现场共计筛分5组。具体见图4。

图4 第一场爆破试验颗分级配曲线图

4.2 第二场爆破试验筛分情况

第二场爆破筛分试验共分3个区，爆破后在现场共计筛分4组，从4组筛分结果看料源级配良好，级配在设计包络线之内，各指标均满足技术要求。具体见图5。

图5 第二场爆破试验颗分级配曲线图

5 结论

两场不同孔排距的爆破试验均能满足黄金坪电站主堆石料的技术指标要求，第一场爆破试验受不良临空面地质条件影响，爆破后表层产生较多大块石，超径石含量约1%，挖除表面超径石，在炮堆内部岩石破碎较好，超径石较少。第二场爆破试验爆破后，岩石破碎率明显优于第一场，整个炮堆只有少量超径石浮于中下部表面。对比两场爆破试验，第二场爆破效果及筛分试验结果明显优于第一场，因此优选第二场爆破试验所确定的炸药类型、钻孔设备、钻孔参数、梯段高度、堵塞长度、超钻深度、装药结构及起爆网络等爆破参数。选定的爆破参数在目前料场开采条件下能满足设计对黄金坪电站主堆石料的技术指标要求。本次爆破试验最终选定的爆破参数见表9。

表9 响水沟主堆石料爆破试验选定参数表

两场爆破试验的梯段台阶高度均为12m，且考虑1m超钻，前排孔超钻1.5m，按照以往同类大中型工程的经验，台阶高度基本不影响爆破效果，可在实际开采中视具体料场条件可适当进行调整，调整的高度为10～16m。

爆破施工影响因素较多，特别是料场岩性、地质条件影响较大，今后开采中应根据不同母岩、地质条件及时调整孔网参数以达到最佳效果。

［1］蒋文龙.浅谈近距离条件下的浅孔控制爆破与安全防护［J］.水利建设与管理，2011（05）.

［2］李玉良，袁永青，胡诚.洞室爆破在察汗乌苏水电站开挖中的应用［J］.人民长江，2007（05）.

［3］刘海军，赵全超，刘雪峰.溪洛渡水电站左岸导流洞出口围堰385m高程以上拆除爆破设计［A］.2008中国水力发电论文集［C］，2008.

表4 工程抗震设防类别

第1.0.6条款，各类水工建筑物抗震设计的设计烈度或设计地震加速度代表值应按下列规定确定：

（1）一般采用基本烈度作为设计烈度。

（2）工程抗震设防类别为甲类的水工建筑物，可根据其遭受强震影响的危害性，在基本烈度基础上提高1度作为设计烈度。

3.3 规范理解与问题探讨

根据规范《水工建筑物抗震设计规范》1.0.4条文的规定，1.0.6条文第2款中提高1度设防的前提条件是1.0.4条文中的第2条款，即：“基本烈度为6度及6度以上地区的坝高超过200m或库容大于100亿m3的大型工程，以及基本烈度为7度及7度以上地区坝高超过150m的大（1）型工程”，很显然，本工程坝高或库容均不满足这一要求，所以应按1.0.4条文中的第1条款和1.0.2条文中的第2条款执行，即地震设计烈度采用《中国地震烈度区划图》确定的基本烈度，为6度，但应采取适当的抗震措施。

4 结论与建议

（1）重视规范条文说明的理解和学习。条文说明是就规范具体条款编制的背景、思路、试验支撑采用的假定，以及对一些尚无定论的不同见解等进行的解释，是规范条款的补充说明，条文说明内容一般与规范条款地位等同，是规范不可分割的一部分，特别是在一些对规范具体条款理解有偏差或争议时，条文说明往往能够起到决定性作用。

（2）把握条款适用的前置性条件，理顺规范条款之间的层次关系。规范条款有一定的适用范围和前提条件，相关条款之间也会存在一定的逻辑关系，熟悉并掌握这些条件和逻辑关系对熟练正确应用规范、防止断章取义具有重要作用。

（3）重视强制性条文规定和相关规范的应用。与工程标准、规模、安全等密切相关的工程建设内容，往往涉及到强制性标准问题，本行业规范有明确规定的，一定要坚决执行，除此之外，凡涉及到可能与强制性标准有关的建设内容而本行业规范没有明确规定的，建议参照国家标准或其他行业规范。

参考文献

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T V 41

A

1672-2469（2015）05-0083-05

10.3969/j.i s s n.1672-2469.2015.05.026

马鹏奎（1982年—），男，工程师。